DE19945169A1 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Getränkeflaschen aus Glas sowie Mittel zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Flaschen aus Glas, durch das Oberflächenrauhheiten und/oder -zerklüftungen kaschiert werden. In diesem Verfahren wird ein bestimmtes nichtionisches Tensid eingesetzt, das besonders gut auf Glasoberflächen haftet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines speziel­ len chemischen Präparats, mit dessen Hilfe zerkratzte und unan­ sehnlich gewordene Mehrweg-Glasflaschen der Getränkeindustrie optisch so wieder aufgewertet werden, daß die Flaschen vom Ver­ braucher länger akzeptiert werden und somit die Zahl der Umlauf­ cyclen solcher Flaschen deutlich erhöht werden kann.

In vielen Bereichen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wer­ den Erzeugnisse aus hygienischen und ökologischen Gründen in Glasgefäße abgefüllt, die mit einem Pfand belegt sind und nach Entleerung wieder an den Erzeuger zurückgeführt werden, der sie hygienisch einwandfrei reinigt, wiederbefüllt und erneut in den Handel bringt.

Dieses Verfahren ist ökologisch sinnvoll, da es hilft, Roh­ stoffressourcen zu schonen und Abfälle zu vermeiden. Viele Ge­ tränke herstellende und abfüllende Betriebe bedienen sich dieses Konzeptes aus ökologischer Einsicht oder auch aus geschmackshy­ gienischen Gründen, da sich für manche Getränke alternative Ein­ wegverpackungen aus Kunststoff oder Compoundgefäßen nicht anbie­ ten.

Dies gilt in besonderer Weise für die Herstellung und Abfüllung von als sehr traditionell empfundenen Getränken wie Bier, Wein, Mineralwasser oder anderen, alkoholischen oder alkoholfreien Ge­ tränken, die bevorzugt in Glasgefäßen angeboten werden.

Betriebe, die Mehrweg-Glasgebinde verarbeiten, reinigen diese in Flaschenwaschmaschinen hygienisch einwandfrei, sortieren die ge­ reinigten Behältnisse mit Hilfe von automatischen Inspektoren nach ihrem jeweiligen Zustand hinsichtlich möglicher Restver­ schmutzung, Beschädigung oder übermäßigem Verschleiß und befül­ len sie anschließend erneut mit ihrem Produkt.

Betriebe, die Mehrwegglas verarbeiten, haben aber ein grundsätz­ liches Problem: Nach einem mehrfachen Umlauf der Mehrwegbehälter zeigen diese sichtbare Verschleißerscheinungen, die durch den wiederholten Reinigungs-, Abfüll- und Transportprozeß bedingt sind. Insbesondere ist ein äußerlicher Verschleiß der Gefäße festzustellen, der durch die sich ständig wiederholenden inner- und außerbetrieblichen Transportsituationen verursacht wird. Das Glas wird durch Anstoßen und/oder Aneinanderreiben oberflächlich verkratzt, deutlich sichtbar angerauht und sieht nach einer ge­ wissen Zeit nicht mehr neuwertig aus.

Besonders auffällig sind solche Erscheinungen bei Flaschenglas: Sie sind herstellerseitig so ausgeformt, daß im Boden- und Schulterbereich kleine Wülste hervorstehen, die Aufprall- und Abriebkräfte aufnehmen sollen, um eine Beschädigung der gesamten Flaschenflanken und der Etiketten zu verhindern. Die innerbe­ triebliche Transportsituation von Behälterglas in den Abfüllini­ en bewirkt zwangsläufig ein starkes Anpressen und Reiben der Flaschen auf den Transportbändern. Dadurch entstehen in diesen speziell vorgeformten Reibringzonen Aufrauhungen der Glasober­ fläche, die sich optisch als weiße Ringe von der übrigen Glas­ oberfläche abheben.

Dieses Verschleißphänomen von Flaschenglas - es wird in der Branche als "Scuffing" bezeichnet - ist auf der einen Seite zwar gewollt, da nur kleine Bereiche der Behälteroberfläche davon be­ troffen sind und nicht das gesamte Glas. Dennoch gelten unter Marketingaspekten solche optischen Beeinträchtigungen des Behäl­ terglases als nicht wünschenswert, da ein derart verschlissenes Glasbehältnis nicht mehr die mit großem Aufwand hergestellte Qualität des darin abgefüllten Verkaufsgutes widerspiegeln kann.

Seit vielen Jahren bemüht man sich deshalb, dem Problem des "Scuffing" durch Verbesserungen auf der Materialseite Glas (bes­ sere mechanische Oberflächenvergütung), der Gestaltung der Transportbänder und der Optimierung der Bänderschmierung (= Min­ derung des Reibwiderstandes und damit des Anpressdruckes der Glasbehälter auf dem Transportband) zu begegnen, aber nur mit mäßigem Erfolg, da absolut druck- und reibfreie Beanspruchsungs­ situationen dadurch nicht hergestellt werden können.

Sehr stark verkratzte Flaschen müssen regelmäßig durch Neuglas ersetzt werden, was hohe Kosten verursacht. Die nach rein ästhe­ tischen Gründen aussortierten Flaschen könnten aber durchaus noch länger im Kreislauf gehalten werden, da die Verkratzung in den Reibringzonen die Gebrauchsfähigkeit und Sicherheit der Ge­ fäße kaum beeinträchtigt. Zwar ist die in den Lieferspezifika­ tionen festgelegte Innendruck- und Bruchfestigkeit mit der von Neuglas nicht mehr vergleichbar, aber Flaschenglas besitzt hohe Reserven bezüglich Bruchfestigkeit, da Verschleißerscheinungen bei typischem Mehrwegglas von den Glasherstellern konstruktiv (nämlich durch Ausformung der o. a. Reibringwülste) berücksich­ tigt wurden.

Aufgabe des erfindungsgemäßen Mittels ist es nun, die oberflä­ chigen Verkratzungen der Getränkeflaschen so zu kaschieren, daß die weiß erscheinenden Reibringe des Glases kaum noch auffallen und somit der optische Gesamteindruck der Flasche verbessert wird.

Derart optisch aufgebesserte Flaschen finden beim Verbraucher wieder mehr Akzeptanz. Gleichzeitig ergibt sich für den Abfüller die Möglichkeit, Altglas länger als bisher im Mehrwegkreislauf zu halten und so Kosten durch die vermehrte Einspeisung von Neu­ glas zu sparen.

Es wurde nun gefunden, daß bestimmte tensidische Stoffe den ge­ wünschten kaschierenden Effekt bewirken, insbesondere nichtioni­ sche Tenside vom Typ Fettalkohol-polyalkylenoxid-ether der allgemeinen Formel

wobei R ein langkettiger gesättigter oder ungesättigter, unver­ zweigter oder verzweigter Alkylrest mit 8-20 C-Atomen und R' Wasserstoff und/oder ein kurzkettiger Alkylrest mit 1-3 C-Atomen und R" Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1-8 C-Atomen bedeuten können.

Besonders geeignet sind Stoffe vom Typ Fettalkohol-polypropy­ lenoxid-ether (R' = -CH₃), deren Reibring-kaschierende Wirkung besonders ausgeprägt ist.

Es wurde überraschend festgestellt, daß die eingesetzten Tenside nicht nur die erwünschte kaschierende Wirkung hatten, sondern daß sie auch besonders gut an den Glasoberflächen hafteten. An­ ders ausgedrückt, der kaschierende Effekt ist deshalb auch be­ sonders nachhaltig.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Oberflä­ chenbehandlung von Flaschen aus Glas. Dieses Verfahren ist da­ durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche einer Flasche mit einer Lösung in Kontakt gebracht wird, die das zuvor bezeichnete nichtionische Tensid enthält. Die Konzentration des Tensids in dieser Lösung beträgt üblicherweise 1-30 Gew.-%. Besonders be­ vorzugt ist eine Konzentration von 5-15 Gew.-%.

Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren so durchgeführt, daß die Flaschen nur an den Stellen mit der Lösung in Kontakt gebracht wird, die tatsächlich Verkratzungen zeigt. Dies ist üblicherweise der Boden- und/oder Schulterbereich der Getränkeflaschen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin Maßnahmen umfas­ sen, die das Verdampfen des Lösungsmittels erleichtern, wie z. B. eine leichte Erwärmung oder die Vorsehung eines Luftstrahls.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Lösung zur Durchfüh­ rung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wobei diese Lösung im wesentlichen neben dem Tensid ein flüchtiges Lösungsmittel enthält. Unter einem flüchtigen Lösungsmittel wird eine Flüssig­ keit verstanden, die zum einen das Tensid gut löst, zum anderen aber leicht verdampfbar ist, wie z. B. niedere Alkohole mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, und vorzugsweise Isopropylalkohol.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeich­ net, daß sie im wesentlichen
1-30 Gew.-% des Tensids und
70-99 Gew.-% des flüchtigen Lösungsmittels
enthält. Besonders bevorzugt wird eine Konzentration des Tensids von 5-15 Gew.-%.

Im weiteren Sinne betrifft die Erfindung die Verwendung eines Tensids, wie oben angegeben, zur Oberflächenbehandlung von Glas­ flächen, d. h. zum Kaschieren von kleinsten Kratzern und/oder Zerklüftungen der Oberflächen.

Die Verwendung von nichtionischen Tensiden des o. a. Typs hat weiterhin den Vorteil, daß solche Stoffe auch bei der Reinigung von Glasflaschen in Flaschenwaschmaschinen üblicherweise einge­ setzt werden: Sie fungieren hier als reinigungsunterstützende Netzmittel und Entschäumer. Es gilt nämlich dem Umstand Rechnung zu tragen, daß Stoffe, die zum Zwecke der Kaschierung auf die Glasoberflächen aufgebracht werden, zunächst auf der Flasche verbleiben, beim nächsten Reinigungscyclus in der Waschmaschine dann aber wieder entfernt werden und somit in die Reinigungsbä­ der eingetragen werden. Dieser Stoffeintrag darf die Wirkung der Reinigungsbäder nicht beeinträchtigen.

Da die erfindungsgemäß beanspruchten Tenside üblicherweise auch in Flaschenreinigungsbädern eingesetzt werden, wird ein Eintrag ungewollter, den Reinigungsprozeß evtl. störender Stoffe auf diese Weise vermieden.

Die genannten Stoffe müssen so auf die verkratzte Glasoberflä­ chen aufgebracht werden, daß weder Störungen im Betriebsablauf der Flaschenreinigung, Wiederbefüllung oder Etikettierung auf­ treten, noch darf ihr Einsatz lebensmittel- oder getränkehygie­ nisch als auch unter dem Aspekt von Arbeitssicherheit irgendwel­ che negative Beeinträchtigungen ergeben. Schließlich muß auch berücksichtigt werden, daß das Ergebnis einer solchen "Flaschen­ kosmetik" den Verbraucher nicht gefährdet oder für ihn auf ir­ gendeine Weise durch Nebeneffekte unangenehm erfahrbar wird, z. B. durch Geruchsbildung oder ein verändertes Empfinden beim Anfassen der Flaschen.

Deshalb sollten Anwendungsverfahren wie großflächiges Bestrei­ chen oder Besprühen der Flaschen vermieden werden.

Die o. g. Anforderungen werden am besten erfüllt, wenn die ge­ nannten Stoffe in möglichst geringer Menge und ausschließlich an den Stellen der Glasoberfläche aufgebracht werden, die tatsäch­ lich sichtbare Verkratzungen zeigen. Bei Flaschenglas sind das die bereits erwähnten Reibringzonen, die sich - abhängig vom Flaschentyp - im Boden- und/oder Schulterbereich auf den vorge­ formten Wülsten ausbilden.

Hierzu bedarf es einer speziellen Aufbringungs-Technik: Die Fla­ schen werden auf dem Transportband oder im Etikettierautomaten durch spezielle Vorrichtungen in Rotation versetzt und berühren dabei auf Höhe der Reibringzonen zwei mit der erfindungsgemäßen Lösung getränkte Schwamm- oder Filzleisten, deren Länge so be­ messen ist, daß die Flaschen 1-2 volle Umdrehungen mit Kontakt zu den Leisten ausführen können. Die Kontaktleisten werden mit Hilfe von Dosierpumpen kontinuierlich mit einer ausreichenden Menge des Mittels versorgt, solange Flaschen in Bewegung sind. Bei einem Bandstillstand bzw. bei Transportlücken schaltet die Dosierung ab, um die Kontaktleisten nicht zu übersättigen. Durch diese Aufbringtechnik wird vermieden, daß überschüssige Lösung auf die Flaschenflanken gerät, mit der Folge, daß es an der Flasche herunterläuft, die Etikettierfläche benetzt und ggf. Probleme bei einer späteren Etikettierung verursachen könnte.

Während des Abfüllvorganges läuft - vor allem bei schäumenden Getränken wie z. B. Bier - regelmäßig etwas überlaufendes Getränk an den Flaschenflanken herunter. Deshalb werden die Flaschen nach dem Verlassen des Füllers und Verschließers durch eine Was­ serüberschwallung geführt, die übergelaufenes Füllgut wieder ab­ wäscht. Dieser Waschvorgang soll das ggf. zuvor aufgebrachte Ka­ schierungsmittel nicht wieder abwaschen, was bei dem erfindungs­ gemäßen Mittel auf zweierlei Weise gewährleistet ist: Zum einen wird das Mittel in verdünnter Form zur Anwendung gebracht, wobei als Verdünnungsmittel ein leichtflüchtiges, wassermischbares Lö­ semittel, insbesondere niedere Alkohole mit 1-3 Kohlenstoffato­ men, bevorzugt Isopropylalkohol, verwendet wird. Das erfindungs­ gemäße Tensid wird zu 1-30%, bevorzugt 5-15%, in dem leicht­ flüchtigen Alkohol vorverdünnt. Nach dem Aufstreichen dieser Verdünnung auf die Reibringe kann das Lösemittel rasch an der Luft verdunsten, und es bleibt ein dünner Film des Mittels auf der Flasche zurück, der wegen seiner tensidischen Struktur opti­ mal in die Rauhtiefe der Oberflächenverkratzungen eingedrungen ist und dort auch sehr fest haftet.

Zum anderen besitzen die erfindungsgemäßen Mittel, insbesondere die bevorzugten Fettalkohol-polypropoxylat-Typen, eine be­ schränkte Wasserlöslichkeit, was bedeutet, daß sie mit viel Was­ ser zwar wieder abgelöst werden können, bei einer kurzen Was­ serüberschwallung aber nur ein geringer Anteil wieder entfernt wird. Durch die kurze Wasserüberschwallung der Flaschen werden höchsten überschüssige Anteile des Mittels wieder abgeschwemmt, nicht aber die in die Rauhigkeit der Reibringe eingedrungenen Anteile, die ja den eigentlichen Schönungseffekt herbeiführen.

Nach dem vollständigen Abtrocknen der befüllten und etikettier­ ten Flaschen sehen diese optisch wieder ansprechender aus, da die aufgerauhten Reibringzonen nun transparent erscheinen. Damit ist das Ziel einer Schönung der Flaschen durch Kaschierung der Reibringe und in dessen Folge auch eine häufigere Wiederverwen­ dung im Rahmen des Flaschenpfandsystems erreicht.

Claims (8)

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Flaschen aus Glas, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche einer Flasche mit ei­ ner Lösung in Kontakt gebracht wird, die ein nichtionisches Ten­ sid der folgenden Formel enthält:
wobei R ein langkettiger gesättigter oder ungesättigter, unver­ zweigter oder verzweigter Alkylrest mit 8-20 C-Atomen und R' Wasserstoff und/oder ein kurzkettiger Alkylrest mit 1-3 C-Atomen und R" Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1-8 C-Atomen bedeuten können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein Fettalkohol-polypropylenoxid-ether ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid mit einer Konzentration von 1-30 Gew.-% einge­ setzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Mittel zur Verdampfung des Lö­ sungsmittels vorgesehen sind.

5. Lösung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesent­ lichen
1-30 Gew.-% des/der in einem der Ansprüche 1 bis 3 defi­ nierten Tensids/Tenside und
70-99 Gew.-% eines flüchtigen Lösungsmittels enthält.

6. Lösung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das flüchtige Lösungsmittel ein niederer Alkohol mit 1 bis 3 Kohlen­ stoffatomen ist.

7. Lösung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid mit einer Konzentration von 1-30 Gew.-% vorliegt.

8. Verwendung eines Tensids, wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert, zur Oberflächenbehandlung von zerklüfteten und/oder zerkratzten Glasoberflächen.